Гидравлический теплый пол: достоинства решения, выбор оборудования и особенности монтажа
Оглавление статьиКакими преимуществами обладает гидравлический (или, как его чаще называют, водяной) теплый пол на фоне традиционного радиаторного отопления? Каким может быть источник тепла для него? Какие трубы можно использовать и как их лучше укладывать?
Давайте постараемся ответить на эти вопросы.
Гидравлический (водяной) теплый пол на стадии укладки.
Что это такое
Название ” теплый пол” говорит само за себя: поверхность пола выступает в роли отопительного прибора.
Обратите внимание: он совсем не обязательно должен быть единственным источником тепла в помещении. Зачастую теплый пол выполняет функцию вспомогательного обогревателя в сауне, ванной комнате или гостиной.
Нагрев поверхности может осуществляться различными способами:
- Укладкой под финальное покрытие пленочного нагревательного элемента.
- Греющим кабелем.
- Нагревательными матами.
Все эти способы подразумевают использование в качестве источника тепла электроэнергии, причем самым невыгодным способом – прямым нагревом. Однако расходы на отопление можно заметно сократить.
Если киловатт-час тепла, полученный из электричества прямым нагревом, обходится в 3-4 рубля, то при сжигании магистрального газа или дров цена снизится как минимум втрое. Того же эффекта можно добиться, используя электроэнергию не для работы нагревательного элемента, а для транспортировки низкопотенциального тепла из внешней среды с помощью теплового насоса любого типа.
Во всех перечисленных случаях полученная тепловая энергия будет локализована в теплообменнике газового, твердотопливного котла или теплового насоса. Для ее транспортировки к отапливаемому помещению потребуется использование теплоносителя. В этом качестве традиционно используется вода – отсюда и название гидравлического теплого пола.
Плюсы и минусы
Каковы преимущества систем теплого пола перед привычными батареями? Есть ли у них серьезные недостатки?
Достоинства
- В случае теплого пола тепло в объеме помещения распределяется наиболее рационально. Воздух сильнее всего прогрет непосредственно над полом, то есть там, где это нужнее всего. Для сравнения – при конвекционном отоплении в помещении с высокими потолками вполне реальна ситуация, когда на уровне пола будет +16 градусов при +40 на высоте 3 метров.
Как видите, распределение температур в обоих случаях сильно различается.
- Ощущение комфорта – еще один важнейший фактор. Ходить по теплому полу босиком очень приятно. Играющий на полу ребенок не заставит вспоминать о простудах и больничном.
- Отопление теплыми полами куда экономичнее конвекционного. За счет чего? Причина – все то же более рациональное распределение тепла, благодаря которому средняя температура без субъективного дискомфорта может быть заметно снижена.
Простое понижение среднего значения на 2 градуса может принести экономию до 20%: ведь утечки тепла через ограждающие конструкции прямо пропорциональны разнице температур на них.
Недостатки
Они сводятся к относительной сложности монтажа труб теплого пола и разводки теплоносителя.
- Укладка труб под несущий настил пола заставляет приурочить монтаж отопительной системы к капитальному ремонту. Для сравнения – развести батареи несложно в помещении после чистового ремонта, который при этом не пострадает.
- Если радиаторы можно подключить последовательно во всем доме или квартире, то для теплого пола придется создавать несколько независимых контуров с раздельной регулировкой и параллельным подключением. Дело в том, что перепад температур в пару десятков градусов между подачей и обраткой, нормальный для радиаторов, в нашем случае недопустим.
- Наконец, сам диапазон рабочих температур теплоносителя очень плохо увязывается с существующими системами центрального отопления и с большей частью продающегося отопительного оборудования. Батареи городской квартиры в пик морозов могут нагреваться до 95 С. Для пола 40 – 45 С – абсолютный максимум.
Температура теплого пола куда ниже, чем у радиаторов.
Стоит уточнить: мы говорим о температуре поверхности пола.
Теплоноситель может быть несколько горячее.
Оборудование
Что из оборудования требуется, чтобы смонтировать гидравлические теплые полы своими руками?
Источник тепла
Давайте составим небольшой рейтинг современного отопительного оборудования с точки зрения экономичности.
- Магистральный газ лидирует по дешевизне. Если ваш дом газифицирован, альтернатив можно не искать: в ближайшие годы баланс цен едва ли изменится радикально. Что особенно приятно, газовое отопительное оборудование не требует частого обслуживания и работает без вмешательства владельца: вам требуется лишь задать требуемую температуру теплоносителя или воздуха в помещении.
- Лишь ненамного дороже обойдется тепло, получаемое из почвы геотермальным тепловым насосом. На глубине нескольких метров температура почвы круглый год постоянна и составляет 10-12 градусов, что является залогом стабильно высокого КПД прибора: на каждый потраченный киловатт электрической мощности он будет транспортировать в до 3,5 – 4 киловатта тепла.
Тепловые насосы еще более неприхотливы и, в отличие от газовых котлов, не требуют отвода продуктов сгорания. Оборотная сторона удобства и низких эксплуатационных расходов – существенные затраты на покупку и монтаж: часто они составляют не менее половины стоимости строительства частного дома.
На фото запечатлено бурение скважин для теплообменников геотермального насоса. Глубина скважин достигает 100 метров.
Уточним: воздушные тепловые насосы обходятся в несколько раз дешевле, но стабильно работают только в теплом климате.
С понижением уличной температуры КПД падает, а уже при -25 большая часть устройств этого типа просто перестает работать.
- Твердое топливо (дрова и уголь) по удельной стоимости киловатта тепла тоже немногим уступают магистральному газу. Котлы на твердом топливе сравнительно недороги- однако такая схема отопления имеет существенный недостаток.
Большая часть существующих котлов требует растопки как минимум два раза в сутки- кроме того, периодически приходится уделять внимание чистке зольника. Наиболее демократичны в плане обслуживания котлы так называемого верхнего горения: благодаря особой системе подачи воздуха и большой топке они способны поддерживать тление топлива в течение суток – полутора.
- Наконец, теплый пол вполне может быть подключен к системе центрального отопления. Для обеспечения низкой температуры теплоносителя потребуется довольно сложная развязка с отдельным контуром, в котором большая часть воды будет непрерывно гоняться по кругу циркуляционным насосом. Более горячая вода с подачи подмешивается дозировано- для регулировки используется двух- или трехпроходной клапан.
Можно ли дать какие-то рекомендации по выбору конкретного устройства или класса устройств?
Наиболее низкую удельную стоимость тепла с максимальной автономностью и сравнительно низкими затратами на покупку и монтаж сочетают конденсационные газовые котлы для теплого пола. Именно такое устройство и станет оптимальным выбором при наличии магистрального газа.
Чем конденсационный котел отличается от изделий традиционной конструкции? Тем, что он утилизирует не только теплоту сгорания топлива, но и то тепло, которое получается при конденсации продуктов сгорания. Разница в КПД составляет примерно 10 – 12%. Поскольку конденсат достаточно агрессивен, теплообменник, на котором конденсируется влага, приходится делать исключительно стойким химически.
Так устроен конденсационный котел.
Кроме того, конденсационный котел характеризуется несколькими дополнительными особенностями.
- Он использует принудительный наддув. Воздухозабор может осуществляться не из помещения, в котом котел установлен, а с улицы по коаксиальному (труба в трубе) воздухозабору- через него же удаляются оставшиеся газообразными продукты сгорания.
- Поскольку электричество все равно требуется для работы устройства, все котлы этого типа оснащаются электронным розжигом. Котел не поддерживает непрерывно горящим пламя пилотной горелки. Отсюда – дополнительная экономия до 20% газа.
Полезно: там, где нередки отключения электроэнергии, проблема работы котла с электронным розжигом решается подключением к нему источника бесперебойного питания.
- Конденсационные котлы работают с довольно низко температурой обратки – 30-40 градусов. Она необходима для охлаждения теплообменника, на котором конденсируются продукты сгорания. Как несложно догадаться, в нашем случае эта особенность становится важным преимуществом: нам не приходится решать проблему нагрева обратки до традиционных 50-60С.
Трубы
Какие трубы могут использоваться в качестве теплообменника для теплого пола?
- Сшитый полиэтилен – модификация обычного полиэтилена с поперечными связями между молекулами полимера. Трубы недороги и прекрасно гнутся с небольшим радиусом. Прочность на разрыв составляет до 10 атмосфер, чего с запасом хватает для автономных отопительных систем: рабочее давление в них не превышает 2,5 кгс/см2.
- Металлополимерные трубы благодаря алюминиевой прослойке между слоями сшитого полиэтилена отличаются большей прочностью на разрыв – до 16 атмосфер. Они могут использоваться и в теплых полах, подключенных к центральному отоплению.
Теплый пол выполнен металлопластиком.
Нюанс: для соединения желательно использовать не компрессионные фитинги с накидными гайками, а обжимные пресс-фитинги.
В отличие от компрессионных, они не начинают течь после нескольких циклов нагрева и охлаждения.
- Трубы из гофрированной нержавейки – наиболее надежное решение, способное без разрушения перенести не только эксплуатацию в системе центрального отопления в штатном режиме, но и гидроудары, возникающие при чрезмерно быстром заполнении контура.
Независимо от типа применяемых труб действует пара общих правил.
- Все соединения монтируются выше уровня пола и остаются доступными после окончания монтажных работ. В пол укладывается цельная труба, что подразумевает ее поставку в бухтах. Инструкция связана с тем, что течи в 99 процентах случаев возникают именно на соединениях.
- Шаг между витками трубы – примерно 20 сантиметров, что с учетом изгибов даст нам расход трубы примерно 6-7 погонных метров на квадрат пола.
Как правило, протяженность трубы одного контура составляет около 50 метров. При большей длине гидравлическое сопротивление становится слишком большим для маломощных и экономичных циркуляционных насосов.
Коллектор и узел смешения
Коллектор – это гребенка с несколькими отводами на каждой нитке отопления, предназначенная для параллельного подключения контуров. Как правило, на обратном трубопроводе ставится дросселирующая арматура – дроссели или термостатические головки- подача оснащается вентилями, позволяющими при необходимости полностью отсечь контур.
Принципиальная схема коллектора с узлом смешения. Стрелками указано направление движения теплоносителя.
Узел смешения в простейшем варианте реализации – это трехходовой клапан, установленный на перемычке между подающим и обратным трубопроводом, и работающий по принципу “или-или”: открывая подачу, он перекрывает поток воды из обратного трубопровода через перемычку.
Для того, чтобы обеспечить циркуляцию воды в контурах теплого пола, перед коллектором монтируется циркуляционный насос. Для автоматизации работы системы могут использоваться клапана с сервоприводами, выносные электронные термостаты, программируемые приборы управления и термоголовки с выносными капиллярным датчиками.
Монтаж
При выборе способа монтажа стоит придерживаться двух принципов:
- Теплый пол должен быть надежно теплоизолирован от перекрытия.
- Покрытие выше труб должно, напротив, обладать максимальной теплопроводностью.
Наиболее типичные решения:
- Для железобетонных перекрытий – укладка трубы в стяжку по слою экструдированного пенополистирола.
- Для деревянных – настильный теплый пол на основе того же пенополистирола. Поверх плит утеплителя кладутся металлические пластины-теплораспределители. В них укладывается труба теплого пола- сверху – тонкий настил из гипсоволоконного листа, плотного полиэтилена и ламината.
Алюминиевые пластины распределяют тепло по всей поверхности пола.
Заключение
Надеемся, что вам понравится этот весьма практичный способ отопления дома. Видео в этой статье содержит некоторое количество дополнительной информации по обсуждаемой нами теме. Успехов!
